Behavioral Synthesis and Component Reuse with VHDL pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Jerraya, Ahmed Amine/ King, Hong/ Kission, Polen/ Rahmouni, Maher

出品人:

页数:284

译者:

出版时间:1996-11

价格:$ 202.27

装帧:HRD

isbn号码:9780792398271

丛书系列:

图书标签:

VHDL
行为综合
组件重用
数字电路设计
FPGA
ASIC
硬件描述语言
可编程逻辑器件
EDA
集成电路设计

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具体描述

Improvement in the quality of integrated circuit designs and a designer's productivity can be achieved by a combination of two factors: Using more structured design methodologies for extensive reuse of existing components and subsystems. It seems that 70% of new designs correspond to existing components that cannot be reused because of a lack of methodologies and tools. Providing higher level design tools allowing to start from a higher level of abstraction. After the success and the widespread acceptance of logic and RTL synthesis, the next step is behavioral synthesis, commonly called architectural or high-level synthesis. Behavioral Synthesis and Component Reuse with VHDL provides methods and techniques for VHDL based behavioral synthesis and component reuse. The goal is to develop VHDL modeling strategies for emerging behavioral synthesis tools. Special attention is given to structured and modular design methods allowing hierarchical behavioral specification and design reuse. The goal of this book is not to discuss behavioral synthesis in general or to discuss a specific tool but to describe the specific issues related to behavioral synthesis of VHDL description. This book targets designers who have to use behavioral synthesis tools or who wish to discover the real possibilities of this emerging technology. The book will also be of interest to teachers and students interested to learn or to teach VHDL based behavioral synthesis.

《行为综合与组件复用：VHDL 设计的艺术》在这本深入探究数字集成电路设计的高级指南中，我们将一同踏上一段探索 VHDL 语言在行为综合和组件复用领域强大潜力的旅程。本书旨在为具备一定 VHDL 基础的工程师和研究人员提供一套全面的工具和方法论，帮助他们高效地将高层次的行为描述转化为优化的 RTL（寄存器传输级）设计，并充分利用现有 IP（知识产权）核，加速设计流程，提升电路性能。核心内容概览：本书不对特定书籍内容进行阐述，而是专注于行为综合与组件复用这两个核心设计理念在 VHDL 应用中的普遍性和深入性。我们将从行为综合的原理出发，逐步深入其在 VHDL 中的实现细节，以及如何通过精巧的代码结构和设计约束来引导综合工具生成高性能、低功耗、面积优化的硬件。同时，我们也将深入探讨组件复用的重要性，以及如何在 VHDL 设计中有效地识别、封装和集成可复用模块，从而显著降低开发成本和复杂性。行为综合的精髓：行为综合是将抽象的算法级或行为级 VHDL 描述转换为实际的硬件电路（如组合逻辑、时序逻辑、状态机等）的过程。本书将详细解析这一过程的关键要素：高级描述的转化：我们将探讨如何将高层次的 VHDL 语句，如 `process`、`if-then-else`、`case`、`loop`、`assign` 等，映射到具体的硬件结构。重点在于理解这些语句背后所代表的逻辑功能，以及综合工具如何解析和优化它们。调度和绑定（Scheduling and Binding）：这是行为综合的核心技术。我们将深入分析如何通过明确的控制流和数据流分析，将计算操作分配到时钟周期（调度），并将这些操作映射到具体的硬件资源，如算术逻辑单元（ALU）、寄存器、多路选择器等（绑定）。设计约束与优化：性能、功耗和面积是衡量硬件设计优劣的关键指标。本书将详细讲解如何利用时序约束（如时钟频率、延迟要求）、资源约束（如指定特定类型的乘法器）以及报告分析，来指导综合工具进行优化。我们将探讨各种常见的优化技术，例如流水线（Pipelining）、循环展开（Loop Unrolling）、数据路径优化等，并演示如何在 VHDL 代码中显式地表达这些意图，或者通过工具的选项来控制。状态机设计与综合：状态机是许多数字系统的核心。我们将深入研究如何用 VHDL 描述有限状态机（FSM），并探讨不同的编码方式（如二进制、格雷码、独热码）对综合结果的影响。此外，还将介绍如何利用工具的功能来优化状态机的实现。可综合 VHDL 子集：并非所有的 VHDL 语法都适用于硬件综合。本书将明确界定可综合的 VHDL 子集，并解释哪些 constructs（结构）应该避免或如何以可综合的方式进行表达。组件复用的智慧：在现代集成电路设计中，组件复用已成为提高效率和可靠性的基石。本书将揭示在 VHDL 设计中实现组件复用的策略和技巧： IP 核的集成：我们将探讨如何有效地将预先设计好的、经过验证的 IP 核（如处理器、DSP 模块、内存控制器等）集成到新的设计中。这包括理解 IP 核的接口规范、时序要求，以及如何通过 VHDL 接口信号和顶层设计来连接它们。可参数化模块设计：学习如何设计具有参数化功能的 VHDL 模块，使其能够根据实例化时的参数值调整其行为或结构。例如，一个可复用的乘法器可以参数化其位宽，一个 FIFO 可以参数化其深度。这将极大地提高模块的通用性和复用性。模块的封装与库管理：介绍如何将常用的 VHDL 模块封装成库，方便在不同的项目之间进行共享和管理。这将有助于建立可维护的设计资产，加速新项目的开发。总线协议的抽象与复用：许多数字系统需要通过各种总线协议进行通信，如 AXI、AHB、Wishbone 等。本书将探讨如何抽象这些总线协议的接口，并设计可复用的总线接口模块，从而简化与其他组件或外部接口的连接。设计模式与最佳实践：总结在组件复用方面行之有效的设计模式和最佳实践，例如接口驱动设计（Interface-Driven Design）、分层设计（Hierarchical Design）等，帮助读者构建模块化、可维护且易于复用的 VHDL 项目。目标读者：本书适合以下人群：数字逻辑设计工程师：希望提升 VHDL 设计效率，掌握行为综合技巧，并能熟练运用组件复用策略来应对复杂项目的设计师。 ASIC/FPGA 设计师：寻求深入理解综合工具工作原理，优化设计性能，降低功耗和面积的专业人士。电子工程、计算机工程等相关专业的学生和研究人员：在学习数字系统设计和硬件描述语言方面，需要更进一步的实践指导和理论深度。学习本书将为您带来的收获：通过学习本书，您将能够：精确控制硬件实现：掌握如何通过 VHDL 行为描述引导综合工具生成满足性能、功耗和面积要求的硬件。显著提高设计效率：熟练运用组件复用技术，大幅缩短开发周期，避免重复劳动。构建可维护的设计：学习模块化设计和库管理方法，提高代码的可读性、可测试性和可维护性。应对复杂设计挑战：具备处理复杂数字系统设计的能力，并能有效利用现有 IP 核加速创新。本书旨在成为您在 VHDL 行为综合与组件复用领域的得力助手，助您在数字集成电路设计的道路上更进一步。